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Stahl

01. Was ist Stahl?

Stahl ist ein künstlicher Werkstoff. Er besteht aus einer Legierung mit Eisen als Hauptbestandteil und einem Kohlenstoffgehalt unter 2,06 %. Er lässt sich z. B. weiter verarbeiten durch

  • Wärmebehandlung

  • Fügen

  • Umformen

  • Glühen

  • Beschichten.

Dadurch lassen sich die Stahleigenschaften beeinflussen.

02. Wie unterscheiden sich Stähle aufgrund der Herstellungsverfahren?

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03. Wie werden Stähle eingeteilt?
→ DIN EN 10020

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04. Wie erfolgt die Kennzeichnung der Stahlsorten nach DIN EN 10 027?

Die Europäische Norm unterscheidet zwei Arten der Bezeichnung:

  1. die Bezeichnung nach dem Kurznamen (DIN EN 10 027-1), die weiter in zwei Gruppen unterteilt ist:

    Gruppe 1: Kurznamen nach Verwendungszweck und Eigenschaften

    Gruppe 2: Kurznamen nach der chemischen Zusammensetzung

  2. die Bezeichnung nach einem Nummernsystem (DIN EN 10 027-2)

05. Wie ist die Bezeichnung der Stähle nach Namen (Verwendungszweck und Eigenschaften; DIN EN 10 027-1) aufgebaut?

Grundsätzlich besteht die Bezeichnung aus Hauptsymbolen und Zusatzsymbolen. Das alphanummerische Hauptsymbol kennzeichnet den Anwendungsbereich mit einem Buchstaben und die Mindeststreckgrenze in N/mm2 mit einer dreistelligen Zahl.

Beispiel

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S 235 J2W

Kurzbezeichnung nach Namen – DIN EN 10 027-1 (nach Verwendungszweck und Eigenschaften)
HauptsymboleZusatzsymbole
VerwendungszweckMindeststreckgrenzeGruppe 1Gruppe 2
S235J2W

In dem angegebenen Beispiel handelt es sich um einen Stahl für den Stahlbau mit einer Mindeststreckgrenze von 235 N/mm2. Seine Kerbschlagarbeit beträgt 27 Joule bei Temperaturen bis – 20 °C. Er ist wetterfest.

Die Bedeutung der Symbole ist den Tabellen der europäischen Normung oder einschlägigen Tabellenbüchern zu entnehmen. So bedeuten z. B. die Hauptsymbolkennbuchstaben:

Hauptsymbolkennbuchstaben
Kz.Anwendungsbereich
DFlachstähle zum Kaltumformen
EMaschinenbaustähle
HFlacherzeugnisse aus höherfesten Stählen
LStähle für Leitungsrohre
PStähle für Druckbehälter
RStähle für Schienen
SStähle für den Stahlbau

Die Zusatzsymbole lassen sich wieder in 2 Gruppen einteilen. Die erste Gruppe enthält Angaben zur Kerbschlagarbeit, die zweite bezeichnet besondere Eigenschaften wie nachfolgende Tabellen zeigen.

Zusatzsymbole Gruppe 1Zusatzsymbole Gruppe 2
Kerbschlagarbeit in JoulePrüftemperaturKennbuchstabeEigenschaften
27J40J60J°CCbesonders kalt umformbar
JRKRLR+2Fzum Schmieden
JOKOLO0Lfür tiefe Temperaturen
J2K2L2–20Nnormalgeglüht
J3K3L3–30Tfür Rohre
J4K4L4–40Wwetterfest
J5K5L5–50Weitere Zusatzsymbole in ECISS-Mitteilung IC10
J6K6L6–60

06. Wie ist die Bezeichnung der Stähle nach Namen (chemische Zusammensetzung; DIN EN 10 027-1) aufgebaut?

Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung der Stähle gibt es auch unterschiedliche Arten der Bezeichnung:

  1. Unlegierte Stähle mit 

    Der Kurzname setzt sich aus dem Kennbuchstaben C und einer Zahl, die den hundertfachen Wert des Kohlenstoffgehalts angibt, zusammen. Es können auch hier Zusatzsymbole, wie bei den Bezeichnungen nach Namen verwendet werden.

    Beispiel

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    C45U

    HauptsymboleZusatzsymbole
    KennbuchstabeMittlerer C-Gehalt x 100z. B. E – für maximalen S-Gehalt
    U – für Werkzeuge
    C45U

    Es handelt sich um einen unlegierten Stahl mit einem Gehalt von 

  2. Legierte Stähle mit > 1 % Mn und keinem Legierungselement > 5 %

    Der Kurzname beginnt mit einer Zahl, dem hundertfachen Wert des Kohlenstoffgehalts. Es folgen die chemischen Symbole der Legierungselemente in absteigender Folge ihres Gehaltes an der Legierung. Die Elemente haben unterschiedliche Multiplikationsfaktoren für die Angabe ihres Gehalts, wie nachfolgende Tabelle zeigt:

    LegierungselementeFaktor
    Cr, Co, Mn, Ni, Si, W4
    Al, Cu, Mo, Pb, Ta, Ti, V10
    C, N, P, S100
    B1000

    Beispiel

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    16MnCr5

    HauptsymboleZusatzsymbole
    KennbuchstabenMittlerer C-Gehalt
    x 100
    Legierungselemente
    z. B. Mn Cr 5 (5 gilt für Mn; Cr ohne Angabe)
    Ohne16Mn Cr 5

    Es handelt sich um einen legierten Stahl mit 0,16 % Kohlenstoff und 54 (= 1,25 %) Mangan und einem nicht genannten Gehalt an Chrom.

  3. Legierte Stähle mit mindestens einem Legierungselement > 5 %

    Der Kurzname beginnt mit einem X, gefolgt von einer Zahl, die das hundertfache des Kohlenstoffgehalts angibt. Es folgen die chemischen Symbole der Legierungselemente in absteigender Folge ihres Gehaltes an der Legierung. Danach werden die Anteile in Zahlen angegeben. Besonderheit: Sie werden in Prozent angegeben und müssen nicht erst mit einem Faktor umgerechnet werden. Bei mehreren Legierungsanteilen werden ihre Zahlen durch Bindestrich getrennt dargestellt.

    Beispiel

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    X5CrNi18-10

    HauptsymboleZusatzsymbole
    KennbuchstabeMittlerer C-Gehalt × 100Legierungselemente
    Chemische Symboleprozentualer Anteil
    X5CrNi18 – 10

    Es handelt sich um einen hochlegierten Stahl mit 0,05 % Kohlenstoff, 18 % Chrom und 10 % Nickel.

  4. Schnellarbeitsstähle

    Der Kurzname beginnt mit dem Kennbuchstaben HS. Die Legierungselemente Wolfram, Molybdän, Vanadium und Cobalt werden nur durch die festgelegte Reihenfolge als Zahlen angegeben, die den Anteil in Prozent angeben.

    Beispiel

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    HS6-5-2-5

    HauptsymbolZusatzsymbole
    KennbuchstabeMittlerer C-Gehalt
    100
    Reihenfolge der Legierungselemente:
    W, Mo, V, Co
    HSOhne6 – 5 – 2 – 5

    Es handelt sich um einen Schnellarbeitsstahl mit 6 % Wolfram, 5 % Molybdän, 2 % Vanadium und 5 % Cobalt.

07. Wie ist die Bezeichnung der Stähle nach dem Werkstoffnummernsystem (DIN EN 10 027-1) aufgebaut?

Eine Werkstoffnummer besteht aus einer Folge von fünf oder sieben Ziffern mit folgender Bedeutung:

► Werkstoffhauptgruppea 
► SortennummerbbWerkstoffnummer
► Zählnummer innerhalb einer Stahlsortecca.bbcc.dd
► Anhängezahlen mit Zusatzinformationendd 

Beispiel

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► Werkstoffhauptgruppe1 
► Sortennummer08Werkstoffnummer
► Zählnummer innerhalb einer Stahlsorte101.0810

Die DIN EN 10027-2 enthält folgende Werkstoffhauptgruppen bzw. Sortennummern (Einzelheiten sind dort bzw. den einschlägigen Tabellenwerken zu entnehmen):

WerkstoffhauptgruppeWerkstoffgruppe
HauptgruppennummerHauptgruppeSortennummerStahlsorte
0Roheisen, Gusseisen01 … 07Unlegierte Qualitätsstähle
1Stahl, Stahlguss08, 09Legierte Qualitätsstähle
2Nichteisen-Schwermetalle10 … 18Unlegierte Edelstähle
3Leichtmetalle20 … 28Legierte Werkzeugstähle
4 8Nichtmetallische Werkstoffe33 … 49Legierte sonstige Stähle
51 … 89Legierte Bau-, Maschinenbau- und Behälterstähle